JP2005155329A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷暖房、あるいは冷蔵庫等の冷却装置あるいは、給湯装置に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor used in an air conditioner, a cooling device such as a refrigerator, or a hot water supply device.
従来、この種のスクロール圧縮機は、例えば旋回スクロールの渦巻きラップの外壁曲線の巻き終わり端近くまで伸びた固定スクロールの渦巻きラップの内壁曲線によって、固定スクロールの渦巻きラップの内壁を形成し、ラップ形状を非対称としたもの(例えば、特許文献1参照)や、旋回スクロールの基礎円と同心の摺動仕切り環を設け、その摺動仕切り環を旋回スクロールの鏡板背面に設置したもの(例えば、特許文献2参照)がある。
特許文献1に記載されているような従来の技術では、固定スクロールの渦巻きラップを、旋回スクロールの渦巻きラップの巻き終わり近くまで伸開させた、非対称ラップ形状であるので、行程容積を大きくとることができ、ラップ高さ、あるいは外形を小さくできる。また、旋回スクロールの渦巻きラップの外壁が側に形成される圧縮室が、作動流体を閉じ込める吸入過程において受熱損失と圧力損失を最小にすることができるので、スクロール圧縮機をコンパクトに形成するとともに、作動流体の吸入過程における損失を小さくすることができる。
In the conventional technique as described in
しかしながら、旋回スクロールのラップ部の外壁側に形成される圧縮室内の作動流体と、旋回スクロールのラップ部の内壁側に形成される圧縮室内の作動流体は、圧力差をもったまま圧縮されることになる。この圧縮室間の圧力差が旋回スクロールに働く転覆モーメントを増大させる。結果として、低圧縮比の運転条件において転覆し、冷媒循環量の極端な減少を引き起こす。低圧縮比で転覆を抑えるために、旋回スクロールの背面に働く押し付け力を大きくすると、高圧縮比の運転条件において、旋回スクロールに過大な押し付け力が発生し、カジリや異常磨耗を引き起こすといった問題を有していた。 However, the working fluid in the compression chamber formed on the outer wall side of the wrap portion of the orbiting scroll and the working fluid in the compression chamber formed on the inner wall side of the wrap portion of the orbiting scroll are compressed with a pressure difference. become. This pressure difference between the compression chambers increases the rollover moment acting on the orbiting scroll. As a result, it will capsize under operating conditions with a low compression ratio, causing an extreme decrease in refrigerant circulation. If the pressing force acting on the back of the orbiting scroll is increased in order to suppress rollover at a low compression ratio, an excessive pressing force is generated on the orbiting scroll under high compression ratio operating conditions, causing galling and abnormal wear. Had.
また、特許文献2に記載されているような構成では、対称ハネには効果があるが、非対称ハネにおいては、旋回スクロールのラップ部の外壁側に形成される圧縮室内の作動流体と、旋回スクロールのラップ部の内壁側に形成される圧縮室内の作動流体が、圧力差をもっているため、旋回スクロールに働く転覆モーメントが増大し、結果として、低圧縮比の運転条件において転覆し、冷媒循環量の極端な減少を引き起こすといった問題を有していた。 Further, in the configuration as described in Patent Document 2, the symmetric splash is effective, but in the asymmetric splash, the working fluid in the compression chamber formed on the outer wall side of the wrap portion of the orbiting scroll, and the orbiting scroll. Since the working fluid in the compression chamber formed on the inner wall side of the lap part has a pressure difference, the overturning moment that acts on the orbiting scroll increases, and as a result, it overturns under operating conditions with a low compression ratio, It had the problem of causing an extreme decrease.
特に、二酸化炭素を冷媒として用いた場合、圧縮機の吐出圧力は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの高圧側圧力の約7〜10倍以上高く、冷媒物性上、運転時の圧縮比が低く、断熱係数が大きいため、転覆モーメントが従来のフロン冷媒よりも大きくなる。このため、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から引き離されないだけの背圧を与えると、旋回スクロール部品が固定スクロール部品に強く押し付けられて、スクロール摺動部の異常磨耗や入力増加を招くことになる。 In particular, when carbon dioxide is used as a refrigerant, the discharge pressure of the compressor is about 7 to 10 times higher than the high-pressure side pressure of a conventional refrigeration cycle using chlorofluorocarbon as a refrigerant. Since it is low and the heat insulation coefficient is large, the overturning moment is larger than that of the conventional chlorofluorocarbon refrigerant. For this reason, if the orbiting scroll component is applied with a back pressure sufficient to prevent it from being separated from the fixed scroll component, the orbiting scroll component is strongly pressed against the fixed scroll component, leading to abnormal wear of the scroll sliding portion and an increase in input. .
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、非対称ハネにおいて、低圧縮比でも背圧を上げずに、転覆を防止し、カジリや異常磨耗のない高い信頼性を確保す
るスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in an asymmetrical spring, it does not increase back pressure even at a low compression ratio, prevents rollover, and ensures high reliability without galling or abnormal wear. An object is to provide a scroll compressor.
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、二酸化炭素を冷媒とし、旋回スクロールの渦巻きラップの外壁曲線の巻き終わり端近くまで伸びた固定スクロールの渦巻きラップの内壁曲線によって、固定スクロールの渦巻きラップの内壁を形成し、且つ、旋回スクロールに作用する圧縮室からのスラスト方向の力の作用中心点とほぼ同一となる位置に、摺動仕切り環の中心点を位置させたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the scroll compressor of the present invention uses carbon dioxide as a refrigerant, and the inner wall curve of the spiral scroll of the fixed scroll that extends to the vicinity of the winding end of the outer wall curve of the spiral scroll of the orbiting scroll, The center point of the sliding partition ring is located at the same position as the center point of the thrust force from the compression chamber that acts on the orbiting scroll and forms the inner wall of the spiral scroll of the fixed scroll. It is.
これによって、旋回スクロールのラップ部の外壁側に形成される圧縮室の、作動流体を閉じ込める吸入過程において、圧力損失と受熱損失を小さくしながら、低圧縮比でも転覆せず、高い信頼性を確保するスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 This ensures high reliability in the compression chamber formed on the outer wall side of the wrap portion of the orbiting scroll, while maintaining a low compression ratio and reducing pressure loss and heat loss while reducing the pressure loss and heat receiving loss. An object of the present invention is to provide a scroll compressor.
本発明のスクロール圧縮機は、吸入過程での受熱損失と圧力損失を小さくしながら、低圧縮比でも転覆せず、高効率、高信頼性を確保することができる。 The scroll compressor of the present invention can ensure high efficiency and high reliability without reducing heat receiving loss and pressure loss during the suction process, and without overturning even at a low compression ratio.
第1の発明は、二酸化炭素を冷媒とし、旋回スクロールの渦巻きラップの外壁曲線の巻き終わり端近くまで伸びた固定スクロールの渦巻きラップの内壁曲線によって、固定スクロールの渦巻きラップの内壁を形成し、且つ、旋回スクロールに作用する圧縮室からのスラスト方向の力の作用中心点とほぼ同一となる位置に、摺動仕切り環の中心点を位置させて主軸受部材に設置することにより、旋回スクロールのラップ部の外壁側に形成される圧縮室の作動流体を閉じ込める吸入過程において、圧力損失と受熱損失を小さくしながら、あまり背圧を高くせずに、低圧縮比でも転覆しないで運転でき、二酸化炭素冷媒を使用しても、スラスト面に過大な面圧が発生しないため、高い信頼性を確保することができる。 The first invention uses carbon dioxide as a refrigerant to form the inner wall of the fixed scroll spiral wrap by the inner wall curve of the fixed scroll spiral wrap extending near the end of the outer wall curve of the spiral scroll spiral wrap, and By placing the center point of the sliding partition ring on the main bearing member at a position substantially the same as the center point of the thrust force acting from the compression chamber acting on the orbiting scroll, the orbiting scroll wrap In the suction process of confining the working fluid in the compression chamber formed on the outer wall side of the section, the pressure loss and heat receiving loss can be reduced, the back pressure can be increased, and the operation can be performed without overturning even at a low compression ratio. Even if a refrigerant is used, an excessive surface pressure is not generated on the thrust surface, so that high reliability can be ensured.
第2の発明は、二酸化炭素を冷媒とし、旋回スクロールの渦巻きラップの外壁曲線の巻き終わり端近くまで伸びた固定スクロールの渦巻きラップの内壁曲線によって、固定スクロールの渦巻きラップの内壁を形成し、且つ、旋回スクロールに作用する圧縮室からのスラスト方向の力の作用中心点とほぼ同一となる位置に、摺動仕切り環の中心点を位置させて旋回スクロールの鏡板背面に設置することにより、旋回スクロールが旋回しても、旋回スクロールの鏡板背面の高圧部分がかかる部分を常に一定にすることができるため、さらに、背圧を高くせずに、低圧縮比でも転覆しないで運転でき、高い信頼性を保することができる。 The second invention uses carbon dioxide as a refrigerant to form the inner wall of the fixed scroll spiral wrap by the inner wall curve of the fixed scroll spiral wrap extending near the end of the outer wall curve of the spiral scroll spiral wrap, and By placing the center point of the sliding partition ring on the back of the end plate of the orbiting scroll at a position almost the same as the center point of the thrust force acting from the compression chamber acting on the orbiting scroll, the orbiting scroll Since the part where the high pressure part on the back of the end plate of the orbiting scroll is applied can be kept constant even if the orbit is turned, it can be operated without overturning even at a low compression ratio without increasing the back pressure and high reliability. Can be kept.
第3の発明は、第2の発明において、高圧部に供給された潤滑油を背圧空間に供給する通路が主軸受部材内部に設けられ、旋回スクロール部品の旋回運動によって主軸受部材内部に設けられた通路の一端の開口部が前記シール部材をまたいで高圧部と背圧空間側を往復させることにより、間欠的に高圧部と背圧空間を連通させることにより、圧縮室に適正な潤滑油の量を供給することが可能で、吸入加熱による性能低下を抑制し、高効率化が実現できる。 According to a third invention, in the second invention, a passage for supplying the lubricating oil supplied to the high pressure portion to the back pressure space is provided in the main bearing member, and provided in the main bearing member by a turning motion of the orbiting scroll component. An opening at one end of the formed passage reciprocates between the high-pressure part and the back pressure space across the seal member, thereby intermittently communicating the high-pressure part and the back pressure space. Therefore, it is possible to suppress the performance degradation due to suction heating and to achieve high efficiency.
第4の発明は、特に第2、3の発明の主軸受部材において、少なくとも摺動仕切り環との摺動面がアルミニウム系材料からなることより、摺動仕切り環との摺動性が良好となるため、摺動仕切り環と主軸受部材とのシール性が向上し、高効率で、高信頼性を得ることができる。 In the fourth invention, particularly in the main bearing members of the second and third inventions, at least the sliding surface with the sliding partition ring is made of an aluminum-based material, so that the sliding property with the sliding partition ring is good. Therefore, the sealing performance between the sliding partition ring and the main bearing member is improved, and high efficiency and high reliability can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる縦型のスクロール圧縮機の縦断面図、図2は本発明の実施の形態1におけるスクロール圧縮機の主軸受部材の正面図であり、圧縮対象は二酸化炭素冷媒である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of a main bearing member of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. The object to be compressed is a carbon dioxide refrigerant.
図1に示すように、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸4の主軸受部材11と、この主軸受部材11上にボルト止めした固定スクロール12との間に、固定スクロール12と噛み合う旋回スクロール13を挟み込んでスクロール式の圧縮機構2を構成し、旋回スクロール13と主軸受部材11との間に旋回スクロール13の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構14を設けて、クランク軸4の上端にある主軸部4aにて旋回スクロール13を偏心駆動することにより旋回スクロール13を円軌道運動させ、これにより固定スクロール12と旋回スクロール13との間に形成している圧縮室15が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器1外に通じた吸入パイプ16および固定スクロール12の外周部の吸入口17から冷媒ガスを吸入して圧縮していき所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール12の中央部の吐出口18からリード弁19を押し開いて密閉容器1内に吐出させることを繰り返す。
As shown in FIG. 1, it is fixed between a main bearing
なお、固定スクロール12は、旋回スクロール13の渦巻きラップ13bの外壁曲線の巻き終わり端近くまで伸びた固定スクロール12の渦巻きラップ12bの内壁曲線によって、固定スクロール12の渦巻きラップ12bの内壁を形成した、いわゆる非対称ラップ形状となっている。
The
旋回スクロール13の背面部分には、主軸受部材11に配置されている摺動仕切り環78があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環78により、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧部に仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール13は固定スクロール12に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
A
ここで、摺動仕切り環78は、図2に示すように、旋回スクロール13に作用する圧縮室15からのスラスト方向の力(旋回スクロール12が固定スクロール13から引き離されようとする力)の作用中心点と摺動仕切り環78の中心点Oaがほぼ同一となるように、主軸受部材の中心点Obよりずらして、主軸受部材11に設置している。
Here, as shown in FIG. 2, the
上記構成により、固定スクロール12の渦巻きラップ12bを、旋回スクロール13の渦巻きラップ13bの巻き終わり近くまで伸開させた非対称ラップ形状としているため、旋回スクロール13のラップ部13bの外壁側に形成される圧縮室15の作動流体を閉じ込める吸入過程において、圧力損失と受熱損失を小さくすることができ、高効率化が図られる。また、旋回スクロール13に作用する旋回スクロール13が固定スクロール12から引き離されようとする力の作用中心点と摺動仕切り環78の中心点がほぼ同一となるように、主軸受部材11の中心点よりずらして、主軸受部材11に設置しているため、転覆モーメントを小さくするこができ、結果、あまり背圧を高くせずに、低圧縮比でも転覆しないで運転ができる。また、高圧冷媒である二酸化炭素冷媒を使用しても、背圧が小く設定できるため、スラスト面に過大な面圧が発生せず、スラスト面の高信頼性を確保することができる。
With the above configuration, the
(実施の形態2)
図3に本発明の第2の実施の形態に係わる縦型のスクロール圧縮機の縦断面図の一例、図4に本発明の実施の形態2におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの正面図を示す
。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows an example of a longitudinal sectional view of a vertical scroll compressor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a front view of the orbiting scroll of the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention.
図3に示すように、旋回スクロール13の背面部分には、旋回スクロール13に配置されている摺動仕切り環78があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環78により、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧部に仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール13は固定スクロール12に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
As shown in FIG. 3, a
ここで、摺動仕切り環78は、図4に示すように、旋回スクロール13に作用する圧縮室15からのスラスト方向の力(旋回スクロール12が固定スクロール13から引き離されようとする力)の作用中心点と摺動仕切り環78の中心点Oaがほぼ同一となるように、旋回スクロールの中心点Ocよりずらして、旋回スクロール13の背面部に設置している。
Here, as shown in FIG. 4, the
上記構成により、固定スクロール12の渦巻きラップ12bを、旋回スクロール13の渦巻きラップ13bの巻き終わり近くまで伸開させた非対称ラップ形状としているため、旋回スクロール13のラップ部13bの外壁側に形成される圧縮室15の作動流体を閉じ込める吸入過程において、圧力損失と受熱損失を小さくすることができ、高効率化が図られる。また、旋回スクロール13の背面部に摺動仕切り環78を設置しているため、旋回スクロール13が旋回運動しても、旋回スクロール13の背面部にかかる圧力が常に一定とすることができ、かつ旋回スクロール13に作用する旋回スクロール13が固定スクロール12から引き離されようとする力の作用中心点と摺動仕切り環78の中心点がほぼ同一となるように、旋回スクロール13の中心点よりずらして、旋回スクロール13の背面部に設置しているため、より効果的に旋回スクール13の旋回により発生する転覆モーメントを小さくするこができ、結果、あまり背圧を高くせずに、低圧縮比でも転覆しないで運転ができる。また、高圧冷媒である二酸化炭素冷媒を使用しても、背圧が小さく設定できるため、スラスト面に過大な面圧が発生せず、スラスト面の高信頼性を確保することができる。
With the above configuration, the
また、図3に示すように、旋回スクロール13の背面部の高圧部に供給された潤滑油を背圧空間に供給する通路79を主軸受部材11の内部に設けることにより、旋回スクロール13の旋回運動によって主軸受部材11の内部に設けられた通路の一端の開口部が摺動仕切り環78をまたいで高圧部と背圧空間側を往復させている。この構成により、間欠的に高圧部と背圧空間が連通し、圧縮室15に適正な潤滑油の量を供給することが可能で、吸入加熱による性能低下を抑制し、高効率化が実現できる。また、通路79に絞りを設けると、圧縮機室15に適量の潤滑油が供給でき、高効率化が図られることは、言うまでもない。
In addition, as shown in FIG. 3, the orbiting
なお、主軸受部材11において、少なくとも摺動仕切り環78との摺動面がアルミニウム系材料とすることにより、摺動仕切り環78との摺動性が良好となるため、摺動仕切り環78と主軸受部材11とのシール性が向上し、高効率で、高信頼性を得ることができる。
In the
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、吸入過程での受熱損失と圧力損失を小さくしながら、低圧縮比でも転覆せず、高効率、高信頼性の実現が可能となるので、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、オイルフリー圧縮機、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。 As described above, the scroll compressor according to the present invention makes it possible to realize high efficiency and high reliability without reducing the heat receiving loss and pressure loss in the suction process, and without overturning even at a low compression ratio. The working fluid is not limited to a refrigerant, and can be applied to scroll fluid machines such as an air scroll compressor, a vacuum pump, an oil-free compressor, and a scroll type expander.
1 密閉容器
2 圧縮機構
3 電動機
3a 固定子
3b 回転子
4 クランク軸
4a 主軸部
6 オイル
7 給油機構
11 主軸受部材
12 固定スクロール
12a 鏡板
12b ラップ
12c 溝
13 旋回スクロール
13a 鏡板
13b ラップ
14 自転規制機構
15 圧縮室
16 吸入パイプ
17 吸入口
18 吐出口
19 リード弁
29 背圧室
78 摺動仕切り環
79 通路
Oa 摺動仕切り環の中心点
Ob 主軸受部材の中心点
Oc 旋回スクロールの中心点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
4. The scroll compressor according to claim 2, wherein at least a sliding surface of the main bearing member with the sliding partition ring is made of an aluminum material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003390542A JP2005155329A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Scroll compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003390542A JP2005155329A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Scroll compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005155329A true JP2005155329A (en) | 2005-06-16 |
Family
ID=34717885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003390542A Pending JP2005155329A (en) | 2003-11-20 | 2003-11-20 | Scroll compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005155329A (en) |
-
2003
- 2003-11-20 JP JP2003390542A patent/JP2005155329A/en active Pending
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